Crédito da imagem: Gêmeos
Para os investidores que procuram a próxima coisa certa, o revestimento prateado no espelho telescópico de 8 metros do Gemini South pode parecer uma dica secreta de quem está dentro de uma empresa para investir neste valioso metal para obter um lucro enorme. No entanto, esse imenso espelho exigia menos de 50 gramas de prata, quase o suficiente para se registrar nos mercados de metais preciosos. O retorno real do investimento brilhante de Gêmeos é a maneira como ele fornece uma sensibilidade sem precedentes do solo ao estudar objetos quentes no espaço.
O novo revestimento - o primeiro de seu tipo a revestir a superfície de um espelho astronômico muito grande - está entre as etapas finais para tornar o Gemini o mais poderoso telescópio infravermelho do planeta. "Não há dúvida de que, com esse revestimento, o telescópio Gemini South poderá explorar regiões de formação de estrelas e planetas, buracos negros no centro de galáxias e outros objetos que escaparam de outros telescópios até agora", disse Charlie Telesco, do Universidade da Flórida, especializada no estudo de regiões de formação de estrelas e planetas no infravermelho médio.
Cobrir o espelho Gemini com prata utiliza um processo desenvolvido ao longo de vários anos de testes e experimentações para produzir um revestimento que atenda aos rigorosos requisitos da pesquisa astronômica. O engenheiro óptico líder de Gemini, Maxime Boccas, que supervisionou o desenvolvimento do revestimento de espelho, disse: "Acho que você poderia dizer que, após vários anos de trabalho duro para identificar e ajustar o melhor revestimento, encontramos nosso revestimento de prata!"
A maioria dos espelhos astronômicos é revestida com alumínio usando um processo de evaporação e requer recobrimento a cada 12 a 18 meses. Como os espelhos gêmeos Gemini são otimizados para a visualização de objetos em comprimentos de onda ópticos e infravermelhos, um revestimento diferente foi especificado. O planejamento e a implementação do processo de revestimento de prata para Gemini começaram com o design de câmaras de revestimento duplas de 9 metros de largura, localizadas nas instalações do observatório no Chile e no Havaí. Cada planta de revestimento (originalmente construída pelo Observatório Real de Greenwich no Reino Unido) incorpora dispositivos chamados magnétrons para "borrifar" um revestimento no espelho. O processo de pulverização é necessário ao aplicar revestimentos multicamadas nos espelhos Gemini, a fim de controlar com precisão a espessura dos vários materiais depositados na superfície do espelho. Um processo de revestimento semelhante é comumente usado para o vidro arquitetônico para reduzir os custos do ar-condicionado e produzir uma reflexão estética e a cor do vidro nos edifícios, mas é a primeira vez que é aplicado a um grande espelho telescópico astronômico.
O revestimento é construído em uma pilha de quatro camadas individuais para garantir que a prata adira à base de vidro do espelho e seja protegida contra elementos ambientais e reações químicas. Como qualquer pessoa com talheres sabe, manchar a prata reduz o reflexo da luz. A degradação de um revestimento desprotegido em um espelho de telescópio teria um impacto profundo em seu desempenho. Testes realizados no Gemini com dezenas de pequenas amostras de espelho nos últimos anos mostram que o revestimento prateado aplicado ao espelho Gemini deve permanecer altamente reflexivo e utilizável por pelo menos um ano entre as coberturas.
Além do espelho principal grande, o espelho secundário de um metro do telescópio e um terceiro espelho que direciona a luz para instrumentos científicos também foram revestidos usando os mesmos revestimentos de prata protegidos. A combinação desses três revestimentos de espelho, bem como outras considerações de design, são responsáveis pelo aumento dramático da sensibilidade de Gemini à radiação infravermelha térmica.
Uma medida-chave do desempenho de um telescópio no infravermelho é sua emissividade (quanto calor ele realmente emite em comparação com a quantidade total que pode teoricamente emitir) na parte térmica ou infravermelha do espectro. Essas emissões resultam em um ruído de fundo contra o qual fontes astronômicas devem ser medidas. Gêmeos tem a emissividade térmica total mais baixa de qualquer grande telescópio astronômico do solo, com valores abaixo de 4% antes de receber seu revestimento de prata. Com este novo revestimento, a emissividade do Gemini South cairá para cerca de 2%. Em alguns comprimentos de onda, isso tem o mesmo efeito na sensibilidade do aumento do diâmetro do telescópio Gemini de 8 para mais de 11 metros! O resultado é um aumento significativo na qualidade e quantidade dos dados infravermelhos de Gemini, o que permite a detecção de objetos que de outra forma seriam perdidos no ruído gerado pelo calor irradiado pelo telescópio. É comum entre outros telescópios terrestres ter valores de emissividade superiores a 10%
O procedimento de recobrimento foi realizado com sucesso em 31 de maio, e o novo espelho Gemini South foi recolocado e calibrado no telescópio. Os engenheiros estão atualmente testando os sistemas antes de retornar o telescópio às operações completas. O espelho Gemini North em Mauna Kea passará pelo mesmo processo de revestimento antes do final deste ano.
Por que prata?
A razão pela qual os astrônomos desejam usar a prata como superfície do espelho de um telescópio reside em sua capacidade de refletir alguns tipos de radiação infravermelha com mais eficiência do que o alumínio. No entanto, não é apenas a quantidade de luz infravermelha que é refletida, mas também a quantidade de radiação realmente emitida pelo espelho (sua emissividade térmica) que torna a prata tão atraente. Esse é um problema significativo ao observar na região do infravermelho médio (térmica) do espectro, que é essencialmente o estudo do calor do espaço. ? A principal vantagem da prata é que ela reduz a emissão térmica total do telescópio. Isso, por sua vez, aumenta a sensibilidade dos instrumentos de infravermelho médio no telescópio e nos permite ver objetos quentes como viveiros estelares e planetários significativamente melhor ,? disse Scott Fisher, astrônomo de infravermelho médio de Gêmeos.
A vantagem tem um preço, no entanto. Para usar prata, o revestimento deve ser aplicado em várias camadas, cada uma com uma espessura muito precisa e uniforme. Para fazer isso, dispositivos chamados magnétrons são usados para aplicar o revestimento. Eles trabalham cercando uma placa de metal extremamente pura (chamada alvo) com uma nuvem de plasma de gás (argônio ou nitrogênio) que retira os átomos do alvo e os deposita uniformemente no espelho (que gira lentamente sob o magnetron). Cada camada é extremamente fina; com a camada de prata apenas cerca de 0,1 mícrons de espessura ou cerca de 1/200 da espessura de um cabelo humano. A quantidade total de prata depositada no espelho é aproximadamente igual a 50 gramas.
Estudo do calor originário do espaço
Alguns dos objetos mais intrigantes do universo emitem radiação na parte infravermelha do espectro. Geralmente descrita como "radiação de calor", a luz infravermelha é mais vermelha que a luz vermelha que vemos com os olhos. As fontes que emitem nesses comprimentos de onda são procuradas pelos astrônomos, uma vez que a maior parte de sua radiação infravermelha pode passar por nuvens de poeira de gás obscurecida e revelar segredos que, de outra forma, estavam ocultos. O regime de comprimento de onda infravermelho é dividido em três regiões principais, infravermelho próximo, médio e distante. O infravermelho próximo está além do que o olho humano pode ver (mais vermelho que o vermelho), o infravermelho médio (geralmente chamado de infravermelho térmico) representa comprimentos de onda de luz mais longos, geralmente associados a fontes de calor no espaço, e o infravermelho distante representa regiões mais frias.
O revestimento de prata de Gemini permitirá as melhorias mais significativas na parte de infravermelho térmico do espectro. Os estudos nessa faixa de comprimento de onda incluem regiões de formação de estrelas e planetas, com intensa pesquisa que busca entender como nosso próprio sistema solar se formou cerca de cinco bilhões de anos atrás.
Fonte original: Gemini News Release
